Сырьевая смесь для производства облицовочных композитных изделий



Владельцы патента RU 2672285:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) (RU)

Изобретение относится к технологии строительных композитных изделий и может быть использовано в производстве изделий для наружной и внутренней облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений. Сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий включает, мас.%: кирпичный бой с удельной поверхностью 50-160 см2/г 51-71, раствор отходов пенополистирола в четыреххлористом углероде чистом в соотношении пенополистирол : четыреххлористый углерод от 1:1,3 до 1:1,6, остальное. Технический результат – повышение прочности на сжатие и морозостойкости, снижение водопоглощения до уровня, соответствующего требованиям для облицовочных материалов, утилизация отходов. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к технологии строительных композитных изделий и может быть использовано в производстве изделий для наружной и внутренней облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений.

Известен способ производства композитных строительных изделий [1], по которому подробленные бытовые отходы полимерных материалов и карбонатного наполнителя фракцией до 5 мм засыпают в экструдер, где они с помощью многосекционного шнека перемешиваются с расплавленным полимером и в виде однородной массы поступают в экструзионную головку. Проэкструдированный под давлением 50-80 кг⋅с/см2 через формующую головку экструдат разрезают на изделия и охлаждают. В качестве карбонатного наполнителя используют отходы камнепиления и переработки известняков-ракушечников или нуммулитовых известняков и/или отходы дробления и переработки известняковых пород на щебень фракцией до 5 мм.

Недостатком состава из известного способа является непостоянство минерального и гранулометрического составов наполнителя, что приводит к нестабильности свойств изделий. Другим недостатком является низкая прочность изделий на основе состава из известного способа (5-15 МПа).

Известен способ переработки полимерных отходов с получением строительного материала [2], по которому несортированные отходы термопластичных полимеров - ПЭНД, ПЭВД в количестве 10-50 мас. %. Отходы предварительно измельчают. Смешивают с глиной влажностью 8-12%. Формуют и прессуют изделие при удельном давлении 10 МПа. Полученный материал высушивают при комнатной температуре до постоянного веса и подвергают температурной обработке. Скорость подъема температуры составляет 20°С/мин, продолжительность выдержки при температуре плавления полимера - 90-180 мин в зависимости от габаритов изделия.

Недостатком состава из известного способа является сложность переработки, связанная с длительностью процесса сушки из-за использования глины с высокой начальной влажностью, а также нестабильность состава отходов по причине отсутствия сортировки и одновременного применения ПЭНД и ПЭВД. Другими недостатками являются невысокая прочность на сжатие (9,11-10,76 МПа) и высокое водопоглощение (6,21-6,03), свидетельствующее о низкой морозостойкости, при содержании отходов термопластичных полимеров в количестве 10-20 мас. %. Дополнительным недостатком является высокая энергоемкость процесса.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий, которая в качестве наполнителя содержит минеральное сырье с удельной поверхностью 500-2500 см2/г, содержащее отходы металлургических производств, в т.ч. доменные гранулированные шлаки, или отходы очистки морских и речных судов, а в качестве связующего содержит вторичный полимерный материал, состоящий из бытовых и производственных отходов полимерных материалов, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %: вторичный полимерный материал 30,0-45,0; минеральное сырье 55,0-70,0.

Недостатками указанной сырьевой смеси являются низкие прочность на сжатие и морозостойкость при высоком для облицовочных материалов водопоглощении у изделий, полученных при содержании вторичного полимерного материала менее 30 мас. %. Получение изделий с достаточными для облицовочных материалов свойствами при содержании вторичного полимерного материала от 35 до 45 мас. % и высокой удельной поверхности минерального сырья повышает себестоимость производства. Еще одним недостатком указанной сырьевой смеси является нестабильность химического и гранулометрического составов наполнителя и связующего, что приводит к нестабильности эксплуатационных свойств получаемых из них композитных изделий. Кроме того, получение минерального наполнителя с удельной поверхностью 500-2500 см2/г является длительной и энергоемкой задачей.

Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение, является повышение прочности на сжатие и морозостойкости при снижении водопоглощения до уровня, соответствующего требованиям для облицовочных материалов, при содержании вторичного полимерного материала менее 30 мас. % и понижении удельной поверхности минерального сырья, что существенно снизит энергоемкость и себестоимость производства. Дополнительно необходимо повысить стабильность химического и гранулометрического составов компонентов сырьевой смеси.

Поставленная задача решается за счет перевода вторичного полимерного сырья в жидкое состояние при помощи растворителя с последующей термообработкой при температуре кипения растворителя и при помощи замены наполнителя по известному способу на кирпичный бой, в частности рядового керамического кирпича, с удельной поверхностью 50-160 см2/г. В данном изобретении предлагается использовать отходы пенополистирола в качестве вторичного полимерного сырья и четыреххлористый углерод чистый по ГОСТ 20288-74 в качестве растворителя. Использование кирпичного боя и пенополистирола в качестве компонентов сырьевой смеси обосновано достаточно большими объемами отходов из этих материалов. Также использование по одному виду наполнителя и связующего повысит стабильность свойств композитных изделий.

Перевод вторичного полимерного сырья в жидкое состояние растворением имеет преимущества перед плавлением, так как позволяет снизить температуру последующей термообработки за счет того, что температура кипения растворителя (для четыреххлористого углерода чистого составляет 76,72°С) значительно ниже температуры плавления вторичного полимерного сырья (для пенополистирола составляет 270°С). Кроме того, растворение вторичного полимерного сырья вместо плавления позволяет избежать его термодеструкции в случае превышения температурно-временного режима. Дополнительными преимуществами применения раствора связующего являются возможность проводить предварительное измельчение вторичного полимерного сырья до более крупных размеров частиц, что снижает энергоемкость процесса измельчения, а также позволяет достичь более высокой однородности сырьевой смеси при перемешивании минерального сырья с раствором связующего.

При использовании кирпичного боя в качестве минерального сырья, выполняющего роль наполнителя в композитном материале, он впитывает в себя часть раствора связующего, что дополнительно повышает прочность и морозостойкость материала при снижении водопоглощения за счет пропитывания частиц наполнителя связующим.

Выбор содержания компонентов в сырьевой смеси также направлен на достижение поставленных технических задач.

При содержании пенополистирола в сырьевой смеси в количестве менее 12 мас. % он не является эффективным связующим, и получаемый композитный материал обладает низкой прочностью и высоким водопоглощением, грани образцов осыпаются. При содержании пенополистирола свыше 20 мас. % прочностные характеристики композитного материала продолжают незначительно повышаться, начинается снижение морозостойкости и происходит снижение водопоглощения до значения менее 2%, являющегося минимальным значением по требованиям ГОСТ 13996-93.

Четыреххлористый углерод чистый вводится в состав сырьевой смеси в количестве, которое зависит от содержания пенополистирола, должно обеспечивать растворение полимерных отходов и вязкость раствора связующего, достаточную для эффективного перемешивания и формования без преждевременного затвердевания. При соотношении пенополистирол: четыреххлористый углерод чистый менее 1:1,3 получаемый раствор связующего обладает слишком высокой вязкостью и быстро переходит в твердое состояние, что затрудняет переработку сырьевой смеси в изделие. При соотношении пенополистирол: четыреххлористый углерод чистый более 1:1,6 в получаемом растворе связующего наблюдается недостаток пенополистирола, что приводит к излишней текучести сырьевой смеси при переработке и не позволяет достичь требуемых значений свойств композитного материала.

Обоснованность и преимущества заявляемого изобретения основаны на измерении физико-механических и эксплуатационных показателей с различным содержанием кирпичного боя (от 51 до 71 мас. %), пенополистирола (от 12 до 20 мас. %) и четыреххлористого углерода чистого (от 17 до 29 мас. %).

Предпочтительна реализация заявляемого изобретения по следующей технологии: предварительно измельченные отходы пенополистирола смешивают с четыреххлористым углеродом чистым, а полученный раствор связующего смешивают с предварительно измельченным до удельной поверхности 50-160 см2/г кирпичным боем. Полученную сырьевую смесь формуют при удельном давлении 8 МПа с последующей термообработкой при температуре 85-90°С в течение 45-90 мин в зависимости от габаритов изделия и содержания раствора связующего в нем.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:

1. К 12 мас. % пенополистирола добавляют 17 мас. % четыреххлористого углерода чистого, смешивают полученный раствор связующего с 71 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;

2. К 14 мас. % пенополистирола добавляют 20 мас. % четыреххлористого углерода чистого, смешивают полученный раствор связующего с 66 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;

3. К 16 мас. % пенополистирола добавляют 23 мас. % четыреххлористого углерода чистого, смешивают полученный раствор связующего с 61 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;

4. К 18 мас. % пенополистирола добавляют 26 мас. % четыреххлористого углерода чистого, смешивают полученный раствор связующего с 56 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;

5. К 20 мас. % пенополистирола добавляют 29 мас. % четыреххлористого углерода чистого, смешивают полученный раствор связующего с 51 мас. % кирпичного боя и получают материал по указанной выше технологии;

Свойства материалов, полученных с использованием известного (при содержании вторичного полимерного материала 30-35 мас. %) и предлагаемого составов, приведены в таблице 1.

Источники информации

1. Патент №2629033, кл. С04В 18/04, 2017

2. Патент №2327712, кл. C08J 11/06; C08L 23/06; С04В 14/10, 2008

3. Патент на изобретение №2628116, кл. С04В 26/02; С04В 28/00; С04В 18/04, 2016

Сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий, включающая в качестве наполнителя минеральное сырье, в качестве связующего вторичный полимерный материал, отличающаяся тем, что в качестве минерального сырья используется кирпичный бой с удельной поверхностью 50-160 см2/г, в качестве связующего применяется раствор отходов пенополистирола в четыреххлористом углероде чистом в соотношении пенополистирол: четыреххлористый углерод от 1:1,3 до 1:1,6 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

кирпичный бой 51-71;
раствор отходов пенополистирола
в четыреххлористом углероде чистом остальное



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится к смоляной смеси, применяемой для строительных целей. Смоляная смесь для строительных целей, включающая по меньшей мере одно радикально полимеризуемое соединение, по меньшей мере один реактивный разбавитель, который выбирается среди 1,3-дикарбонильных соединений приведенной общей формулы, и по меньшей мере один ингибитор полимеризации, который выбирается среди устойчивых N-оксильных радикалов или 4-гидрокси-3,5-дитретбутилтолуола, причем соотношение по меньшей мере одного 1,3-дикарбонильного соединения и ингибитора полимеризации составляет от 30:1 до 150:1, а радикально полимеризуемое соединение представляет собой ненасыщенную смолу из сложного полиэфира, смолу из сложных виниловых эфиров, уретан(мет)акрилатную смолу и/или эпокси(мет)акрилатную смолу.

Изобретение относится к стеклошарикам, используемым для дорожной разметки. Способ нанесения покрытия из монтморрилонита и/или модифицированного монтморрилонита на стеклошарики включает приготовление суспензии монтмориллонита (ММТ) путем диспергирования ММТ в воде при 30-80°С при содержании 0,5-2% ММТ в суспензии.

Настоящее изобретение относится к волокнистой плите. Волокнистая плита, включающая : а) волокна в количестве от 50,0 до 99,0 вес.ч.

зобретение относится к производству строительных материалов, а именно полимерцементных составов и композиций, применяемых в качестве защитных, отделочных и декоративных покрытий по бетонным, железобетонным, металлическим, асфальтовым и деревянным основаниям при строительстве, ремонте и реконструкции зданий и сооружений различного назначения.
Изобретение относится к области составов и технологии высоконаполненных композиционных материалов и изделий на основе дисперсных древесно-растительных наполнителей и термопластичных полимерных связующих и может быть использовано в мебельном производстве, строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к строительству, а именно к технологии строительных материалов, и может быть использовано в производстве разнообразных строительных композитных изделий, полученных с помощью технологии экструзии, например блоков, лицевого и рядового кирпича, облицовочной плитки.

Группа изобретений относится к строительству. Технический результат – возможность использования поврежденных плит из мраморного агломерата, утилизация отходов, уменьшение толщины покрытия, получение твердости и химической стойкости поверхности с покрытием, сравнимых с кварцем, уменьшение затрат на производство.

Настоящее изобретение относится к смеси ускорителей для отверждаемых пероксидами смесей смол, которая содержит основной ускоритель (I) и соускоритель (II), причем основным ускорителем (I) является соединение формулы (I): а соускорителем (II) - соединение формулы (II-1) или (II-2): в которых R1 и R2 соответственно независимо друг от друга означают алкильную группу с одним или двумя атомами углерода, гидроксиалкильную группу с 1-3 атомами углерода или однократно или многократно этоксилированную или пропоксилированную гидроксиалкильную группу с 1-3 атомами углерода.

Изобретение относится к связующему веществу для формирования изделий на основе частиц или слоистых изделий. Технический результат заключается в устойчивости к воздействию погодных условий и длительным тепловым нагрузкам.
Изобретение относится к композиции, включающей специально ориентированное лигноцеллюлозное волокно, связанное с помощью полимера с неорганическим гидратом, таким как гипс.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к композиционным материалам на основе цемента для строительной трехмерной печати с помощью аддитивных технологий.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности, к композиционным материалам на основе цемента для строительной трехмерной печати с помощью аддитивных технологий.
Изобретение относится к производству сухих строительных смесей с пониженным пылеобразованием и может быть использовано в строительстве и промышленности строительных материалов для изготовления сухих строительных смесей (ССС), кладочных и штукатурных растворов, а также составов для устройства полов, стяжек, заделки стыков, щелей.

Изобретение относится к изоляционным композитным материалам, содержащим неорганический аэрогель и меламиновую пену, способу их изготовления их использованию. Композитный материал содержит панель из монолитного неорганического аэрогеля, армированную предварительно сформированной меламиновой пеной с открытыми ячейками, указанный материал имеет теплопроводность λ в пределах между 10 и 20 мВт/(м⋅K), измеренную в соответствии со способом защитных горячих пластин NF EN 12667 при 20°C и при атмосферном давлении, и имеет макропористость меньше чем 5%, причем панель из монолитного неорганического аэрогеля не содержит никакого связующего и имеет сплошную трехмерную пористую структуру.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству теплоизоляционных материалов. Технический результат заключается в снижении материалоемкости, снижении продолжительности выдержки в формах древесных частиц, смешанных с клеем.
Изобретение относится к шовным герметикам для заполнения и облицовки стыков примыкающих друг к другу панелей гипсокартона. Способ получения гранулярной композиции шовного герметика высыхающего типа для стыков панелей гипсокартона, включающий стадии: обеспечения и смешивания по меньшей мере одного связующего и по меньшей мере одного наполнителя, обеспечения воды, содержание которой составляет 12-18% по массе относительно общей массы полученной композиции, отдельного смешивания сухих и влажных ингредиентов, объединения сухих и влажных ингредиентов и их перемешивания в течение 90 сек с получением гранулярной смеси, 75-95% которой проходит через сито №4.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и изделий. Смесь для получения строительного композита включает 10 мас.

Изобретение относится к области строительства, в частности к различным типам облицовки в качестве панелей. Аспектами изобретения являются композиции шовных герметиков, стеновые конструкции, способы обработки стен и продукты, связанные с любым из вышеуказанных аспектов, включая армирующую накладку, например, для защиты углов в местах стыка плит, крепежа и ленты для заклейки швов.

Изобретение относится к твердым материалам на основе гидрофобного аэрогеля и органического связующего и может быть применено для тепловой изоляции зданий. Твердый теплоизоляционный материал, свободный от филлосиликатов, содержит: от 70 до 98% (об.), предпочтительно от 75 до 96% (об.), в частности от 80 до 95% (об.) частиц гидрофобного кварцевого аэрогеля, характеризующихся собственной плотностью от 110 до 210 кг/м3, от 0,3 до 12% (об.), предпочтительно от 0,5 до 9% (об.) органического связующего, образованного по меньшей мере одним органическим полимером и по меньшей мере одним поверхностно-активным веществом или по меньшей мере одним амфифильным органическим полимером, содержащим как гидрофильные последовательности звеньев или группы, так и гидрофобные последовательности звеньев или группы, при этом данные объемные доли определены по анализу изображений для тонких срезов твердого материала и приведены по отношению к совокупному объему материала, а частицы аэрогеля характеризуются распределением частиц по размерам, демонстрирующим по меньшей мере два максимума, причем первый максимум соответствует эквивалентному диаметру (d), меньшему чем 200 мкм, предпочтительно находящемуся в диапазоне от 25 до 150 мкм, а второй максимум соответствует эквивалентному диаметру (D), находящемуся в диапазоне от 400 мкм до 10 мм, предпочтительно от 500 мкм до 5 мм.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству полимерных вяжущих для изготовления полимербетонов. Полимерное вяжущее содержит полиэфирную смолу на основе полиэтиленгликольмалеинатфталата, ускоритель твердения - нафтенат кобальта, а в качестве инициатора твердения - пероксид метилэтилкетона в растворе диметилфталата, при следующем соотношении компонентов (масс.

Изобретения относятся к области строительства и производства строительных материалов и могут быть использованы при производстве кирпича, тротуарной плитки и других мелкоштучных изделий, устройстве оснований, в том числе оснований дорог.

Изобретение относится к технологии строительных композитных изделий и может быть использовано в производстве изделий для наружной и внутренней облицовки стен, стеновых панелей, цоколей зданий и сооружений. Сырьевая смесь для производства строительных композитных изделий включает, мас.: кирпичный бой с удельной поверхностью 50-160 см2г 51-71, раствор отходов пенополистирола в четыреххлористом углероде чистом в соотношении пенополистирол : четыреххлористый углерод от 1:1,3 до 1:1,6, остальное. Технический результат – повышение прочности на сжатие и морозостойкости, снижение водопоглощения до уровня, соответствующего требованиям для облицовочных материалов, утилизация отходов. 1 табл., 5 пр.

Наверх